'피부에 착' 땀으로 질병 모니터링 장치…"아기·노인도 쓸 수 있어"

연구팀이 아기의 땀 성분 모니터링 기능을 확인하기 위해 왼쪽 팔에는 기존 유선 장비를, 오른쪽 팔에는 새로 개발한 장치를 붙여 실험하고 있다. KIST 제공

격렬한 운동 없이도 피부에서 땀을 채취해 당뇨병, 유전질환 등 다양한 건강 상태를 모니터링하는 장치가 개발됐다. 운동기능이 제한적인 사람들도 손쉽게 땀 모니터링을 할 수 있을 것으로 기대된다.

한국과학기술연구원(KIST)은 김주희 바이오닉스연구센터 선임연구원과 존 로저스 미국 노스웨스턴대 기계공학과 교수 공동연구팀이 땀샘을 자극하는 약물을 피부로 전달해 운동 없이도 땀을 모니터링할 수 있는 장치를 개발하고 연구결과를 지난 1월 국제학술지 '바이오센서&바이오일렉트로닉스' 최신 호에 게재했다고 23일 밝혔다.

땀에는 당뇨병과 유전질환 등 건강 상태를 모니터링할 수 있는 물질이 있다. 땀은 혈액과 달리 통증 없이도 채취할 수 있지만 검사자가 격렬한 운동을 하거나 사우나로 충분한 땀을 배출해야 한다. 환자나 유아, 고령자 등 운동기능이 제한적인 사람들에게는 땀 채취 검사가 적용되기 어렵다.

연구팀은 땀샘을 자극해 땀을 유도하는 약물이 포함된 유연한 장치를 개발했다. 약물이 포함된 하이드로젤에 전류를 흘려 약물을 땀샘으로 전달하는 원리다. 약물로 유도된 극소량의 땀은 장치로 수집되고 바이오센서를 통해 상태가 모니터링된다.

약물을 전달해 땀을 유도하고 땀 성분 모니터링을 하는 장치와 모식도. KIST 제공

개발된 장치는 작고 부드러워 피부 위에 쉽게 부착할 수 있다. 피부 부착만으로 땀 성분을 분석할 수 있어 병원 방문 검사 번거로움을 줄일 수 있고 검사 과정에서 발생할 수 있는 오염 가능성을 낮춰 정확도를 높였다.

연구팀은 낭포성 섬유증을 앓는 아기에게 장치를 부착했다. 낭포성 섬유증은 염증으로 폐와 소화기관에 점액이 생겨 호흡과 소화에 문제를 일으키는 유전병이다. 주로 유아기에 발현되기 때문에 질병 진행과 몸 상태에 대한 지속적인 모니터링이 필요하다. 

피부에 부착한 장치로 아기 땀 속의 성분인 염소의 농도를 확인한 결과 병원에서 땀을 채취해 진단한 결과가 98% 이상 일치했다. 연구팀은 "모니터링이 간편해 유아 환자와 보호자의 정신적·신체적 스트레스를 줄일 수 있을 것"이라며 "장치가 아기한테 적용될 수 있을 만큼 안정성이 높다는 사실도 확인했다"고 설명했다. 

연구팀은 "피부를 통해 약물을 전달하는 기술은 피부질환이나 상처 등 국소적으로 약물 전달이 필요한 곳에 약물 전달률을 높여 회복 속도를 높이는 데도 응용될 것"이라고 내다봤다.

김주희 선임연구원은 "땀 모니터링 장치 개발에서 기존의 땀 유도 방식의 한계를 해결했을 뿐 아니라 임상 연구에도 성공했다"며 "성인을 포함한 대규모 임상 연구 및 상용화를 위한 후속 연구를 진행할 계획"이라고 밝혔다.

[이병구 기자 2bottle9@donga.com]